• 제목/요약/키워드: 최적 예비성형체

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유한요소해석과 다구찌방법을 이용한 단조피스톤의 성형조건 연구 (A Study on the Forming Conditions of a Forging Piston by using the Finite Element Simulation and the Taguchi Method)

  • 유호영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.1990-1995
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    • 2012
  • 본 연구에서는 다구찌 방법을 이용하고 유한요소해석을 통해 알루미늄 피스톤 제조에 큰 영향을 미치는 설계변수의 적합한 조건을 도출하였다. 단조 최대 성형하중을 목적함수로 하고 설계변수로서 예비성형체, 소재온도 및 빼기구배를 선정하였으며 마찰을 잡음인자로 하는 직교배열표를 작성하고 시뮬레이션별 유한요소해석을 통해 하중을 평가하였다. 이를 통해 설계 변수들이 미치는 영향을 분석한 결과를 바탕으로 설계변수의 최적조합조건은 제안하였다. 이러한 방법은 여러 가지 금속성형공정에서 최종 단조품 전단계에서 여러 예비성형체에서 적합한 예비성형체를 결정할 때 도움을 줄 수 있으며 특히, 최적의 설계조합을 결정할 때 쉽게 적용할 수 있을 것이다.

등가정하중을 이용한 축대칭 단조품의 형상최적화에 관한 기초연구 (A Preliminary Study on the Optimal Shape Design of the Axisymmetric Forging Component Using Equivalent Static Loads)

  • 정의진;이재준;박경진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권1호
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    • pp.1-10
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    • 2011
  • 본 논문은 등가정하중을 이용하여 단조공정의 예비성형체 및 빌렛의 형상설계를 위한 최적화 방법을 제안한다. 단조공정에서 예비성형체의 형상은 최종 성형품의 품질을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구는 빌렛 및 예비성형체의 형상을 설계하기 위하여 등가정하중법을 사용하였다. 등가정하중법은 비선형 동적하중을 등가정하중으로 변환하고 여기서 구한 등가정하중을 이용하여 선형 응답 최적화를 수행하는 방법이다. 설계변수의 갱신은 선형 응답 최적화와 비선형 해석을 통하여 이루어진다. 본 논문에 포함된 예제는 원하는 단조품의 생산을 위한 최적의 예비성형체와 빌렛의 형상을 도출하여 제안한 방법의 유용성을 검증한다. 비선형 해석과 선형 응답 최적화는 각각 LS-DYNA와 NASTRAN을 사용하였다.

근사 최적화 기법을 이용한 펀치 단조품의 예비성형체 설계 (Preform Design of a Forged Punch by Approximate Optimization)

  • 박상근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.4057-4064
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    • 2014
  • 본 연구는 본 연구에서 제안하는 근사 최적화 방법(메타모델 기반의 시뮬레이션 최적화)을 사용하여 저렴한 해석 비용으로 펀치 단조품의 예비성형체(preform)를 설계한다. 본 연구에서 사용한 설계목표는 유효변형률의 균일한 분포이고 설계변수는 예비성형체 치수이며, 구속조건으로 최대 미충진 비율을 사용한다. 이를 위해 먼저 예비성형펀치(반재), 마스터펀치(상부다이) 및 하부다이로 구성되는 단조성형 공정을 DEFORM 시뮬레이션에 의해 모사하고, 이 시뮬레이션 결과가 실제 단조 공정을 모사하고 있는지 확인하는 검증 방법에 관해 소개한다. 또한 본 연구에서 수행한 설계 최적화 과정, 즉 (i) 초기 메타모델의 생성, (ii) 메타모델의 최적화 수행, (iii) 메타모델 최적해의 검증, (iv) 메타모델의 개선에 관하여 상세히 기술한다.

다구찌기법을 이용한 선박용 커넥팅로드 예비성형체의 최적 설계 (Preform shape optimization of a shipping connecting-rod using Taguchi method)

  • 박준홍;강정호;하민수;김승규;최성규;백동규;박영철
    • 한국기계가공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.44-49
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    • 2007
  • In this paper, propose an optimal design to improve the mechanical efficiency of gate valve made by forging method. In order to design the experiments using table of orthogonal array and optimization design is conducted as application of real response model to Taguchi method based approximation model using computer simulation. Also, from verification of the response model with optimized results was confirmed that usefulness and reliance of application Taguchi method to structural optimum design using finite element analysis and equation.

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열간단조에서 유한요소법과 유전 알고리즘을 이용한 예비성형체의 최적형상 설계 연구 (A Study on the Optimal Preform Shape Design using FEM and Genetic Algorithm in Hot Forging)

  • 염성호;이종호;우호길
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.29-35
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    • 2007
  • The main objective of this paper is to propose the optimal design method of forging process using genetic algorithm. Design optimization of forging process was doing about one stage and multi stage. The objective function is considered the filling of die. The chosen design variables are die geometry in multi stage and initial billet shape in one stage. We performed FE analysis to simulated forging process. The optimized preform and initial billet shape was obtained by genetic algorithm and FE analysis. To show the efficiency of GA method in forging problem are solved and compared with published results.

자동차용 차동 베벨기어의 최적 예비성형체 설계 (The Optimal Preform Design for Automotive Differential Bevel Gear)

  • 김병민;김동환;정구섭
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.184-189
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    • 2004
  • In this paper, the warm forging process sequence has been determined to manufacture the warm forged product for the precision bevel gear used as the differential gear unit of a commercial automobile. The preform shape of bevel gear influences the dimensional accuracy and stiffness of final product. The aspect ratio and chamfer length are considered as design parameters to achieve adequate metal distribution in the finish forging operation. Then the optimal conditions of design parameters have been selected by artificial neural network (ANN). Finally, to verify the optimal preform shape, the experiments of the warm forging of the bevel gear have been executed. The proposed method can give more systematic and economically feasible means for designing the preform shape in metal forming process.

설계민감도를 이용한 분말단조 공정에서의 최적 예비성형체 설계 (Optimal Preform Design in Powder Forging by the Design Sensitivity)

  • 정석환;황상무
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1998년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.113-116
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    • 1998
  • A derivative based approach to process optimal design in powder forging is presented. The process model, the formulation for process optimal design, and the schemes for the evaluation of the design sensitivity, and an iterative procedure for the optimization are described in detail. The validity of the schemes for the evaluation of the design sensitivity is examined by performing numerical tests. The capability of the proposed approach to deal with diverse process parameters and objective functions is demonstrated through applications to some selected process design problems.

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UBET를 이용한 축대칭 단조공정에서의 최적설계에 관한 연구 (A study on optimal design in axisymmetric forging processes using UBET)

  • 김영호;배원병;김진훈;김헌영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.1117-1125
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    • 1994
  • A UBET program is developed for determining the optimum sizes of preform of a rib-web part in axisymmetric closed-die forging. The program consists of forward and backward tracing processes. In forward process, material flow, degree of die filling, and forging load are predicted. In backward tracing process, the optimum dimensions of initial billet and preform are determined from the final-shape data without flash. The above program is easy to handle input data with and is convenient to visualize the whole process of closed-die forging with. Experiments are carried out with pure plasticine billets at room temperature. The theoretical predictions of the forging load and the flow pattern are in good agreement with the experimental results.

주조/단조 공정에서 $A\ell$6061의 단조효과에 관한 연구

  • 권오혁;김형진;배원병;조종래
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.251-251
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    • 2004
  • 이 연구에서는 주단조 공정을 자동차 부품인 low control arm 제조에 적용하였다. Al6061에 주단조 공정을 적용함므로써 재료비 감소와 기존의 스틸제품보다 경량화 효과를 얻을 수 있다는 것을 증명하기 위함이다. 첫째로 단조 재료인 A16061의 최적 주조조건을 찾기 위하여, 주조 실험은 알루미늄의 주입온도, 금형온도, 주입시간을 조절함으로써 수행되어졌다. 최적주조조건은 주입온도 $700^{\circ}C$, 금형온도 30$0^{\circ}C$, 주입시간 10초로 정하여졌다. 각각의 미세조직을 관찰하고 응력-변형률곡선을 구하기 위하여 열가단조실험은 빌렛온도, 변형률속도와 감소율을 기초로 하여 수행되어졌다.(중략)

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